CN118100238A - 车辆和家用能量存储***的控制 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了“车辆和家用能量存储***的控制”。一种方法包括：响应于预测电价将在某个时间范围期间超过预定义阈值的指示，而在所述时间范围开始之前将一个或多个电力存储装置充电到目标量，所述目标量是基于建筑物在所述时间范围期间的预测的电力需求；以及在所述时间范围期间使一个或多个电力存储装置放电以向建筑物供电。
Description
技术领域
本公开涉及用于协调各个实体之间的电能存储的***。
背景技术
公用事业公司可以基于实时定价来提供可变电费。家用能量生态***(HEE)可以包括用于存储电力的能量存储装置，诸如家用能量存储装置(HES)、电动车辆电池等。所存储的电力可以用于为各种装置(诸如电器、AC***和其他装置)供电。可以经由家用能量管理***(HEMS)来控制HEE的操作。
发明内容
一种用于建筑物的电力***包括一个或多个控制器，所述一个或多个控制器响应于预测电价将在某个时间范围期间超过预定义阈值的指示，而在所述时间范围开始之前将一个或多个电力存储装置充电到目标量，所述目标量是基于建筑物在所述时间范围期间的预测的电力需求；并且在所述时间范围期间使一个或多个电力存储装置放电以向建筑物供电。
一种方法包括：响应于预测电价将在某个时间范围期间超过预定义阈值的指示，而在所述时间范围开始之前将一个或多个电力存储装置充电到目标量，所述目标量是基于建筑物在所述时间范围期间的预测的电力需求；以及在所述时间范围期间使一个或多个电力存储装置放电以向建筑物供电。
一种与具有电力存储装置的建筑物通信的服务器包括一个或多个控制器，所述一个或多个控制器响应于预测电价将在多个时间范围期间超过预定义阈值的指示，而在所述时间范围开始之前命令电力存储装置充电到第一能量水平，并且在所述时间范围期间使电力存储装置放电以向建筑物供电，其中第一能量水平足以满足建筑物在所述时间范围中的第一时间范围期间的第一电力需求。
附图说明
图1是示出传动系和能量存储部件(包括电机)的电动化车辆的图式。
图2是与电动车辆相关联的HEMS的图式。
图3是用于基于能量价格来操作HEE的过程的流程图。
图4A和图4B是本公开的一个实施例的预测的电价和预测的电力需求的数据图。
图5是本公开的一个实施例的累积能量分布的直方图。
图6A和图6B是本公开的另一个实施例的预测的电价和预测的电力需求的数据图。
图7是本公开的另一个实施例的累积能量分布的直方图。
具体实施方式
本文描述了实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅是示例并且其他实施例可采用各种和替代的形式。附图不一定按比例绘制。一些特征可能会被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文所公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为用于教导本领域技术人员的代表性基础。
参考附图中的任何一者示出和描述的各种特征可与一个或多个其他附图中示出的特征进行组合，以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，对于特定的应用或实施方式，可能期望与本公开的教导一致的对特征的各种组合和修改。
图1描绘了可以被称为插电式混合动力电动车辆(PHEV)的电动化车辆112。插电式混合动力电动车辆112可以包括机械地联接到混合动力变速器116的一个或多个电机114。电机114可以能够作为马达或发电机来操作。此外，混合动力变速器116机械地联接到发动机118。混合动力变速器116还机械地联接到驱动轴120，所述驱动轴机械地联接到车轮122。电机114可在发动机118开启或关闭时提供推进和制动能力。电机114还可充当发电机，并且可通过回收原本通常在摩擦制动***中作为热量损失的能量来提供燃料经济性益处。电机114还可以通过允许发动机118以更有效的转速操作以及允许在某些状况下在发动机118关闭的情况下以电动模式操作混合动力电动车辆112来减少车辆排放。电动化车辆112还可以为电池电动车辆(BEV)。在BEV配置中，可能不存在发动机118。
牵引电池或电池组124存储可由电机114使用的能量。车辆电池组124可提供高压直流(DC)输出。牵引电池124可以电联接到一个或多个电力电子模块126(诸如牵引逆变器)。一个或多个接触器142可在断开时将牵引电池124与其他部件隔离，并且在闭合时将牵引电池124连接到其他部件。电力电子模块126还电联接到电机114，并且提供在牵引电池124与电机114之间双向传递能量的能力。例如，牵引电池124可提供DC电压，而电机114可利用三相交流电(AC)操作以起作用。电力电子模块126可将DC电压转换为三相AC电流来操作电机114。在再生模式中，电力电子模块126可将来自充当发电机的电机114的三相AC电流转换为与牵引电池124兼容的DC电压。
车辆112可以包括电联接在牵引电池124和电力电子模块126之间的可变电压转换器(VVC)(未示出)。所述VVC可以是被配置为增大或升高由牵引电池124提供的电压的DC/DC升压转换器。通过增加电压，可以降低电流要求，从而导致电力电子模块126和电机114的布线大小减小。此外，可以更好的效率和更低的损耗操作电机114。
除了提供用于推进的能量之外，牵引电池124还可以为其他车辆电气***提供能量。车辆112可以包括DC/DC转换器模块128，所述DC/DC转换器模块将牵引电池124的高压DC输出转换为与低压车辆负载兼容的低压DC供应。DC/DC转换器模块128的输出端可电联接到辅助电池130(例如，12V电池)以用于对辅助电池130充电。低压***可电联接到辅助电池130。一个或多个电气负载146可联接到高压总线/轨。电气负载146可具有在适当时操作和控制电气负载146的相关联的控制器。电气负载146的示例可以是风扇、电加热元件和/或空调压缩机。
电动化车辆112可被配置为从外部电源136对牵引电池124再充电。外部电源136可以是到电气插座的连接。外部电源136可以电联接到充电器或电动车辆供电设备(EVSE)138。外部电源136可以是由电力公共事业公司提供的配电网络或电网。EVSE 138可提供电路和控件以调节和管理在电源136与车辆112之间的能量传递。外部电源136可向EVSE 138提供DC或AC电力。EVSE 138可具有用于***到车辆112的充电端口134中的充电连接器140。充电端口134可以是被配置为将电力从EVSE 138传输到车辆112的任何类型的端口。充电端口134可以电联接到充电器或车载电力转换模块132。电力转换模块132可调节从EVSE 138供应的电力，以向牵引电池124提供恰当的电压和电流电平。电力转换模块132可以与EVSE138交互以协调到车辆112的电力输送。EVSE连接器140可具有与充电端口134的对应凹槽配合的插脚。替代地，被描述为电气联接或连接的各种部件可以使用无线感应耦合来传递电力。另外，车辆112可以被配置为在诸如电力转换模块132的控制器或诸如云服务器(未示出)的一个或多个远程控制器的控制下经由EVSE 138和EVSE连接器140从牵引电池124向非车载电力存储装置和/或电网(未示出)提供电力。替代地，可以在不利用电力转换模块132的情况下执行从牵引电池124到非车载负载(例如，HES)的电力传递，因为牵引电池124和HES都是DC电力。从牵引电池124传递到电网可能需要利用电力转换模块132，因为电网可能仅使用AC电力。牵引电池124可以直接连接到充电端口以传递和/或接收DC电力。例如，EVSE138可以与具有作为备用电源的HES的房屋集成或相关联。车辆112可以充当便携式电力存储装置以将电力传递进出由HEMS(将在下面详细描述)协调的HEMS。
车辆112中的电子模块可以经由一个或多个车辆网络进行通信。车辆网络可包括用于通信的多个信道。车辆网络的一个信道可以是串行总线，诸如控制器局域网(CAN)。车辆网络的信道中的一个可包括由电气和电子工程师协会(IEEE)802系列标准定义的以太网网络。车辆网络的另外的信道可包括模块之间的离散连接，并且可包括来自辅助电池130的电力信号。可通过车辆网络的不同信道传输不同的信号。例如，视频信号可通过高速信道(例如，以太网)传递，而控制信号可通过CAN或离散信号传递。车辆网络可包括有助于在模块之间传递信号和数据的任何硬件和软件部件。车辆网络未在图1中示出，但是可暗示车辆网络可连接到车辆112中所存在的任何电子模块。可存在车辆***控制器(VSC)148来协调各种部件的操作。
图2描绘了与电动车辆相关联的家用能量管理***的图式。本示例中的家用能量生态***(HEE)200可以针对房屋/建筑物202而实施。房屋202可以经由配电板(switchboard)206从电网204获取电力，所述配电板被配置为经由内部电力线234向HEE 200的各种部件提供电力。例如，HEE 200可以包括被配置为消耗电力并向住户提供各种特征的一个或多个电气设备210(例如，电器)。HEE 200还可以包括被配置为存储电能的HES208。HES208可以以各种形式实施。作为示例，HES208可以包括可再充电电池(例如，锂离子电池)以存储从电网204(或其他源)接收的电能并且每当需要时向内部电力线234提供电能。由于电能可以作为DC电力存储在HES208中，因此可以向一个或多个DC/AC逆变器提供HES208以便于电力转移。房屋202还可以经由配电板206连接到太阳能电池板211。太阳能电池板211可以被配置为经由内部电力线234产生电力并且向HES208供应电力。太阳能电池板211可以产生具有与HES208的电压相同或不同的电压的DC电力。在一个示例中，太阳能电池板211可以被配置为经由一个或多个DC/DC转换器对HES208充电。替代地，一个或多个DC/AC逆变器可以设置有太阳能电池板211和/或用于电力转换的配电板。应注意，尽管在本实施例中将太阳能电池板211提供给房屋202以用于发电，但是本公开不限于此。换句话说，房屋202可以设置有其他发电能力装置，诸如风力涡轮机等。
继续参考图1，内部电力线234可以进一步连接到EVSE 138，所述EVSE被配置为利用电动车辆112传递电能。EVSE 138可以安装在房屋202内或附近(例如，在车库中)并且适于具有由配电板206支持的预定义电压和最大电流的家用电能配置。如参考图1所讨论的，EVSE 138可以被配置为经由充电端口134连接到车辆112以对牵引电池124进行充电。另外，EVSE 138还可以被配置为从车辆112的牵引电池124汲取电力以向HEE 200或电网204供电。例如，EVSE 138可以被配置为在电价高时的高峰时段期间从车辆112和HES208汲取电力以为房屋202的部件供电以避免向公用事业公司支付溢价。
HEE 200的电力管理可以由与房屋202相关联的HEMS控制器212控制和协调。HEMS控制器212可以以各种方式实施。例如，HEMS控制器212可以是专用控制器，所述专用控制器位于房屋202内并且经由有线或无线连接(未示出)连接到HEE 200的家用能量生态***或智能家居装置的部件。替代地，HEMS控制器212可以通过互联网经由云服务器213远程实施，并且被配置为远程监测和控制HEE 200的部件的操作。在任何或所有上述实施方式示例中，HEMS控制器212可以设置有软件以监测和控制HEE 200的家用能量生态***的各种部件的操作。HEMS控制器212还可以设置有与输入和输出装置相关联的接口以与HEE 200的用户交互。HEMS212还可以经由公共或专用网络连接到云232，以与诸如公用事业公司的其他实体通信，以促进对HEE 200的规划和控制。例如，HEMS212可以被配置为基于经由云232从实体(例如，公用事业公司)接收的当前和/或预测电价来操作车辆112的HES208和电池124的充电和放电。在一个示例中，HEMS控制器212可以经由云服务器232通过软件来实施，而无需房屋202的专用硬件结构。应注意，本公开中陈述的术语云232用作通用术语，并且可以包括涉及被配置为存储数据和执行数据处理功能并促进各实体之间的通信的载体、路由器、计算机、控制器、电路、服务器等的任何计算网络。
继续参考图1，车辆112还可以包括各种部件以促进电池124、EVSE 138和网格204之间的电力交易。车辆112可以包括***控制器148，所述***控制器被配置为执行支持本文描述的过程的指令、命令和其他程序。例如，***控制器148可以一个或多个处理器并且被配置为执行车辆应用程序228的指令以提供诸如无线通信和电力管理等特征。此类指令和其他数据可以使用作为车辆应用程序228和车辆数据230的一部分的多种计算机可读存储介质226以非易失性方式维护。计算机可读介质226(也称为处理器可读介质或存储装置)可以包括参与提供可以由***控制器148使用的指令或其他数据的任何非暂时性介质(例如，有形介质)。可根据使用多种编程语言和/或技术创建的计算机程序来编译或解译计算机可执行指令，所述多种编程语言和/或技术包括但不限于以下的单独或组合形式：Java、C、C++、C#、Objective C、Fortran、Pascal、Java Script、Python、Perl和结构化查询语言(SQL)。
车辆112还可以被配置为经由无线收发器214与各种数字实体进行无线通信。例如，车辆112可以被配置为经由无线收发器214与HEMS控制器212(本地的或远程的)进行通信以执行各种操作。另外或替代地，车辆112与HEMS控制器之间的通信可以通过与充电端口134联接的EVSE连接器140来实现，所述充电端口被配置为支持数字通信协议。无线收发器214可以被配置为支持由与无线收发器214通信的无线控制器(未示出)实现的各种无线通信协议。作为几个非限制性示例，无线控制器可以包括Wi-Fi控制器、蓝牙控制器、射频识别(RFID)控制器、近场通信(NFC)控制器以及其他装置，诸如Zigbee收发器、IrDA收发器、超宽带(UWB)收发器等。
车辆112还可以被设置有远程信息处理控制单元(TCU)218，所述TCU被配置为通过无线连接236使用调制解调器220控制车辆112与云232之间的远程通信。无线连接236可以呈各种通信网络(例如，蜂窝网络)的形式。通过无线连接236，车辆112可以出于各种目的而访问云232的一个或多个服务器213以访问各种内容。上面介绍的车辆112的各种部件可以经由车内网络238彼此连接。作为一些示例，车载网络238可包括但不限于控制器局域网(CAN)、以太网和面向媒体的***传输(MOST)中的一者或多者。
HEMS控制器212可以被配置为基于各种因素来控制和协调房屋202的能量分配。例如，HEMS控制器212可以被配置为通过在电价低时对HES208和/或车辆电池124充电来存储累积能量，以在电价高时适应未来需求，使得家用电器公用事业账单可能会减少。参考图3，示出了用于基于能量价格来操作HEE的过程300的示例性流程图。继续参考图1至图2，过程300可以经由车辆112的本地HEMS控制器212、远程服务器213和/或***控制器124单独或共同实施。为了简单起见，将参考本地HEMS控制器212进行以下描述。在操作302处，HEMS控制器212从云232接收预定义时间段的预测的未来能量价格。在本示例中，能量价格可以包括电价，但是本公开不限于此。在基本上相同的概念下，其他类型的能量可以应用于本公开。例如，除了电价之外或代替电价，能量价格还可以包括氢气价格、天然气价格。预测的价格可以覆盖未来的预定义时间段。例如，基于历史数据和预期电力需求，预测的能量价格可以覆盖下一个24小时时间段。在动态能量市场环境中，可以允许能量供应商每隔预设时间间隔(例如，一分钟、十分钟、一小时等)动态地调整能量价格。预测的能量价格可以包括对应于未来时间范围的多个单个价格值。替代地，预测的能量价格可以包括由对应于未来时间范围的上限和下限限定的多个价格范围。另外或替代地，代替从云232接收能量价格，HEMS控制器212可以被配置为基于过去价格数据以及其他因素来确定预测的能量价格。
在操作304处，HEMS控制器212预测与所接收的预测的能量价格相对应的未来时间段中HEE的能量需求。HEMS控制器212可以使用各种因素来预测能量需求。作为几个非限制性示例，HEMS控制器212可以基于车辆电池124的荷电状态和车辆112的规划行程来预测能量需求，以确定用于对车辆112充电的电荷量和当充电需要完成时的时间。HEMS控制器212还可以基于指示整个时间段(例如，一天)中过去能量消耗的历史数据来预测能量需求。在操作306处，HEMS控制器212确定足以满足预测的能量价格高于阈值时的未来时间范围期间的电力需求的累积能量的量，以及将需要对应于每个时间段的累积能量的概率。通常，HEE200优选地被配置为当能量价格低于阈值时累积能量，并且当价格高于阈值时使用累积的能量。在示例中，当前能量价格可以用作阈值。下面将讨论操作306的细节。
在确定了累积能量的情况下，在操作308处，HEMS控制器212验证累积能量是否超过预测的时间段期间HEE的存储容量和电力极限。HES208和车辆电池124与有限的电能存储容量相关联，并且车辆112可能未插电并且不可用于在预测时间段期间存储累积电力。另外，即使总能量存储量足以存储累积电力，HES208和车辆电池124的充电和放电电力极限也可能禁止HEE 200完全依赖于累积电力而不从网格204汲取任何电力。如果超过存储容量或电力极限中的任一者，则过程从操作308前进到操作310，并且HEMS控制器212使用容量和/或电力极限来调整累积能量的量。否则，如果未超过存储容量和电力极限，则过程进行到操作312，并且HEMS控制器212将累积能量的量设置为参考并使用累积能量的量来确定能量方案。能量方案可以包括累积能量的总量以及对诸如HES208和车辆电池124的能量存储装置进行充电和放电的操作。在操作314处，HEMS控制器212通过在对应时间执行充电和放电来实施能量方案。
过程300的操作可以应用于各种情况。参考图4A和图4B，示出了本公开的一个示例的数据图。更具体地，图4A示出了预测能量400的数据图，并且图4B示出了预测的电力需求402的数据图。如上面参考图3所讨论的，HEMS控制器212可以接收预测的能量价格400并获得未来预定时间段(在本示例中为24小时)的预测的电力需求402。尽管预测的能量价格400被示出为图4A中的线图中的每个时间点处的单个值，但是本公开不限于此。在替代示例中，可以以在每个时间点处具有上限和下限的价格范围的形式接收或确定预测的能量价格400。由于预测包括潜在价格范围，因此多条预测曲线可能是可能的。为简单起见，图4A仅示出了可能的能量价格预测曲线400中的一者。预测的能量价格400可以被分成两个部分。一个或多个阴影部分404可以对应于当预测的能量价格超过阈值时的时间范围，而一个或多个非阴影部分406可以对应于当预测的能量价格低于阈值时的时间范围。有许多方式来确定阈值。作为几个非限制性示例，阈值可以是预测开始(即，时间“0”)时的当前能量价格值。替代地，阈值可以是根据HEE 200的预测的电力需求402手动或自动设置的自定义阈值。例如，响应于较高的预测电力需求，阈值可以减小，使得更多的时间范围将包括在阴影部分404中。替代地，可以使用对应于不同时间的多个阈值。例如，第一阈值可以用于非高峰时段，并且第二阈值可以用于高峰时段。在图4A所示的本示例中，可以选择当前能量价格作为阈值。总体思路是，在能量价格400较低时的与无阴影部分406相对应的时间范围期间操作HEE 200以对HES208和车辆电池124进行存储/充电，并且在能量价格较高时的与阴影部分404相对应的时间范围期间对HES208和车辆电池124进行使用/放电。在本示例中，计算能量价格预测的整个时间段(接下来的24小时)的累积能量。
参考图4B，示出了与能量价格预测的整个未来预定义时间段相对应的预测的电力需求402。类似地，预测的电力需求402可以被划分为两个部分，包括对应于当预测的能量价格超过阈值时的时间范围的一个或多个阴影部分408，以及对应于整个未来的预定义时间段内当预测的能量价格低于阈值时的时间范围的一个或多个非阴影部分410。在阴影部分时间范围408期间的预测的电力需求的总量可以限定累积能量的量。如上面所讨论的，由于多条能量价格预测曲线是可能的，因此可能的价格预测曲线中的每一者可能产生不同的阴影图案，并且因此产生不同的累积能量的量。参考图5，示出了由那些潜在价格预测曲线产生的累积能量分布500的示例性直方图。累积能量分布直方图500具有指示以kWh为单位的累积能量的横轴和指示以百分比为单位的概率的纵轴。可以使用各种方法来计算每个相应累积能量的量的概率。例如，可以使用蒙特卡罗模拟(图5中所示的示例)来计算概率。替代地，可以使用以下等式分析地计算累积能量的概率：
其中γ[k]表示当前电价，表示即将到来的第j个时段的预测电价，pdfk+1(x)表示时段j的/>的价格分布。累积能量E被计算为：
其中负载(t)表示时间t处的预测的负载能量，t[k]表示当前时间间隔，并且i表示当预测的能量价格高于当前价格时的第i个未来时间间隔。累积能量将覆盖那些时间间隔的未来能量消耗，以便节省电力。
参考图6A和图6B，示出了本公开的另一个示例的数据图。与参考图4A和图4B讨论的示例不同，在本示例中，HEMS控制器212仅确定不久的将来的时间段(在本示例中为6小时)而不是能量价格预测的整个时间段(在本示例中为接下来的24小时)的累积能量目标。图6A示出了预测能量600的数据图，并且图6B示出了预测的电力需求602的数据图。类似地，一个或多个阴影部分604可以对应于在不久的将来的时间段内的预测的能量价格超过阈值时的时间范围，而一个或多个非阴影部分406可以对应于当预测的能量价格低于阈值时的时间范围。对应地，预测的电力需求602可以被划分为两个部分，包括对应于当前时间范围不久之后且当预测的能量价格超过阈值时的时间范围的阴影部分608，以及对应于在整个未来预定义时间段内当预测的能量价格低于阈值时的时间范围和之后所有的时间范围的一个或多个非阴影部分610。
类似地，由于多条能量价格预测曲线是可能的，因此在本示例中，可能的价格预测曲线中的每一条都可能产生不同的阴影图案，并且因此产生不同的累积能量的量。参考图7，示出了由那些潜在价格预测曲线产生的累积能量分布700的示例性直方图。由于累积能量目标是针对较短的时间段(例如，6小时而不是24小时)计算的，因此图7中所示的累积能量分布的概率可以指示更加可预测的结果。类似地，可以使用蒙特卡罗模拟(图7中所示的示例)来计算概率。替代地，参考图6和图7所示的示例可以应用于各种情况。以下示例展示了在替代示例中计算累积能量的概率的另一个过程。
在本示例中，计算涉及以预测的能量价格高于参考价格(例如，当前价格)开始并且以预测的能量价格下降到低于参考价格结束的时间范围。换句话说，HEMS控制器212仅考虑预测的能量价格超过阈值的第一时间范围，并且由于不确定性随时间增加而忽略任何后续时间范围。参考图6A和图6B，示出了示例。首先，可以将整个预测的能量价格时段可以划分为多个部分，并且每个部分可以与未来时间的预测的能量价格相关联。在本示例中，整个未来预测可以被划分为十二(12)个部分。取决于预测的能量价格的长度，每个部分可以覆盖特定时间范围。例如，如果预测接下来24小时的能量价格，则本示例中的每个部分将覆盖2小时的时间范围。替代地，可以根据设计需要使用不同数量的部分。由于在本示例中总共有12个时间部分，因此十三(13)种可能的情况场景可用，如下面的表1中所示。
表1预测的能量价格比较
在表1中，右列的数组指示未来时间范围中的哪一个应包括在针对每种相应情况计算的累积能量中。在本示例中，每种情况的数组包括对应于12个时间部分的12个数字。数组中的值一(1)指示预测的能量价格超过阈值，并且在计算中应包括对应的时间部分。值零(0)指示预测的能量价格下降到阈值以下，并且因此在计算中不应包括对应的时间部分。在零值之后将值x赋予数组中的所有后续数字，因为对应的时间部分不包括在计算中。例如，情况#1对应于在整个预测时段内预测的能量价格低于阈值并且因此不需要计算的情况。情况#2对应于在第一时间部分内预测的能量价格高于阈值并且然后在第二时间部分期间下降到低于阈值的情况。因此，HEMS控制器212需要计算第一时间部分的累积能量。情况#3对应于在第一时间部分和第二时间部分内预测的能量价格高于阈值并且然后在第三部分期间下降到低于阈值的情况。在该情况下，HEMS控制器212需要计算第一时间部分和第二时间部分的累积能量。情况类似，在此不再赘述。可以使用以下等式来计算累积能量分布，所述等式确定13种情况中的每一种的发生概率。作为示例，情况#2的累积能量的概率可以被计算为：
其中γ[k]表示阈值能量价格(例如，当前能量价格)，表示即将到来的第j个时段中的预测的能量价格，/>表示第一时间部分的能量价格高于当前能量价格的概率，/>表示第二时间部分的能量价格低于当前能量价格的概率，pdfk+1(x)表示第一时间部分的价格分布，并且pdfk+2(x)表示第二时间部分的价格分布。情况#2的累积能量可以被计算为第一时间部分中的负载能量：
类似地，情况#3的累积能量的概率可以被计算为：
并且情况#3的累积能量可以被计算为：
用于计算所有情况的概率和累积能量的方程可以概括如下：
由于可以使用上述方程来确定每种情况的累积能量和分布概率，因此可以使用以下等式来计算目标累积能量Exp[e*]的预期值：
如参考图3的操作309和310所解释的，可以通过能量存储容量ES的容量和/或充电/放电功率P的充电/放电来调整目标累积能量Exp[e*]。
其中T表示当前价格时段的持续时间。
本文公开的算法、方法或过程可以被输送到计算机、控制器或处理装置或由计算机、控制器或处理装置实施，计算机、控制器或处理装置可以包括任何专用电子控制单元或可编程电子控制单元。类似地，算法、方法或过程可以以多种形式存储为可由计算机或控制器执行的数据和指令，包括但不限于永久存储在诸如只读存储器装置的不可写存储介质上的信息和可改地存储在诸如光盘、随机存取存储器装置或其他磁性和光学介质的可写存储介质上的信息。所述算法、方法或过程也可以软件可执行对象来实施。替代地，可以使用合适的硬件部件或者固件、硬件和软件部件的组合全部或部分地实施所述算法、方法或过程，所述硬件部件诸如专用集成电路、现场可编程门阵列、状态机、或其他硬件部件或装置。
虽然上文描述了示例性实施例，但这些实施例并不意图描述权利要求所涵盖的所有可能形式。在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应理解，可在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。词语“一个处理器”和“多个处理器”在本文可以互换，如词语“一个控制器”和多个控制器可以互换那样。
如前所述，各个实施例的特征可被组合以形成本发明的可能未被明确描述或示出的另外的实施例。虽然各种实施例可能已经被描述为就一个或多个期望的特性而言相较其他实施例或现有技术实施方式提供了优点或是优选的，但是本领域普通技术人员应认识到，一个或多个特征或特性可被折衷以实现期望的总体***属性，这取决于具体的应用和实现方式。这些属性可包括但不限于：强度、耐久性、可销售性、外观、包装、大小、可服务性、重量、可制造性、易组装性等。这样，描述为就一个或多个特性而言较其他实施例或现有技术实施方式不太期望的实施例不在本公开的范围之外，并且对于特定应用可能是期望的。
根据本发明，提供了一种用于建筑物的电力***，所述电力***具有：一个或多个控制器，所述一个或多个控制器被编程为：响应于预测电价将在某个时间范围期间超过预定义阈值的指示，而在所述时间范围开始之前将一个或多个电力存储装置充电到目标量，所述目标量是基于建筑物在所述时间范围期间的预测的电力需求，并且在所述时间范围期间使一个或多个电力存储装置放电以向建筑物供电。
根据实施例，一个或多个控制器还被编程为使用预测的电力需求来调整预定义阈值，使得所述阈值随着预测的电力需求增加而减小。
根据实施例，一个或多个控制器还被编程为基于一个或多个电力存储装置的容量来调整目标量。
根据实施例，一个或多个控制器还被编程为基于一个或多个电力存储装置的最大充电电力来调整目标量。
根据实施例，一个或多个电力存储装置包括车辆的牵引电池。
根据本发明，一种方法包括：响应于预测电价将在某个时间范围期间超过预定义阈值的指示，而在所述时间范围开始之前将一个或多个电力存储装置充电到目标量，所述目标量是基于建筑物在所述时间范围期间的预测的电力需求；以及在所述时间范围期间使一个或多个电力存储装置放电以向建筑物供电。
在本发明的一个方面，所述方法包括使用预测的电力需求来调整预定义阈值，使得所述阈值随着预测的电力需求增加而减小。
在本发明的一个方面，所述方法包括基于一个或多个电力存储装置的容量来调整目标量。
在本发明的一个方面，所述方法包括基于一个或多个电力存储装置的最大充电电力来调整目标量。
在本发明的一个方面，一个或多个电力存储装置包括牵引电池。
根据本发明，提供了一种与具有电力存储装置的建筑物通信的服务器，所述服务器具有：一个或多个控制器，所述一个或多个控制器被编程为：响应于预测电价将在多个时间范围期间超过预定义阈值的指示，而在所述时间范围开始之前命令电力存储装置充电到第一能量水平，并且在所述时间范围期间使电力存储装置放电以向建筑物供电，其中第一能量水平足以满足建筑物在所述时间范围中的第一时间范围期间的第一电力需求。
根据实施例，一个或多个控制器还被编程为命令电力存储装置在第一时间范围与随后的第二时间范围之间充电到第二能量水平，所述第二能量水平不足以满足建筑物在第二时间范围期间的第二电力需求，并且在第二时间范围期间使电力存储装置放电并同时从电网汲取电力。
根据实施例，一个或多个控制器还被编程为使用每个时间范围的电力需求来调整预定义阈值，使得所述阈值随着对应的电力需求增加而减小。
根据实施例，一个或多个控制器还被编程为基于电力存储装置的容量来调整第一能量水平。
根据实施例，一个或多个控制器还被编程为基于电力存储装置的最大充电电力来调整第一能量水平。
根据实施例，电力存储装置包括电连接到建筑物的车辆的牵引电池。
Claims (15)
1.一种用于建筑物的电力***，其包括：
一个或多个控制器，所述一个或多个控制器被编程为：响应于预测电价将在某个时间范围期间超过预定义阈值的指示，而在所述时间范围开始之前将一个或多个电力存储装置充电到目标量，所述目标量是基于所述建筑物在所述时间范围期间的预测的电力需求，并且在所述时间范围期间使所述一个或多个电力存储装置放电以向所述建筑物供电。
2.如权利要求1所述的电力***，其中所述一个或多个控制器还被编程为使用所述预测的电力需求来调整所述预定义阈值，使得所述阈值随着所述预测的电力需求增加而减小。
3.如权利要求1所述的电力***，其中所述一个或多个控制器还被编程为基于所述一个或多个电力存储装置的容量来调整所述目标量。
4.如权利要求1所述的电力***，其中所述一个或多个控制器还被编程为基于所述一个或多个电力存储装置的最大充电电力来调整所述目标量。
5.如权利要求1所述的电力***，其中所述一个或多个电力存储装置包括车辆的牵引电池。
6.一种方法，其包括：
响应于预测电价将在某个时间范围期间超过预定义阈值的指示，而在所述时间范围开始之前将一个或多个电力存储装置充电到目标量，所述目标量是基于建筑物在所述时间范围期间的预测的电力需求；以及
在所述时间范围期间使所述一个或多个电力存储装置放电以向所述建筑物供电。
7.如权利要求6所述的方法，其还包括使用所述预测的电力需求来调整所述预定义阈值，使得所述阈值随着所述预测的电力需求增加而减小。
8.如权利要求6所述的方法，其还包括基于所述一个或多个电力存储装置的容量来调整所述目标量。
9.如权利要求6所述的方法，其还包括基于所述一个或多个电力存储装置的最大充电电力来调整所述目标量。
10.如权利要求6所述的方法，其中所述一个或多个电力存储装置包括牵引电池。
11.一种与具有电力存储装置的建筑物通信的服务器，其包括：
一个或多个控制器，所述一个或多个控制器被编程为：响应于预测电价将在多个时间范围期间超过预定义阈值的指示，而在所述时间范围开始之前命令所述电力存储装置充电到第一能量水平，并且在所述时间范围期间使所述电力存储装置放电以向所述建筑物供电，其中所述第一能量水平足以满足所述建筑物在所述时间范围中的第一时间范围期间的第一电力需求。
12.如权利要求11所述的服务器，其中所述一个或多个控制器还被编程为命令所述电力存储装置在所述第一时间范围与随后的第二时间范围之间充电到第二能量水平，所述第二能量水平不足以满足所述建筑物在所述第二时间范围期间的第二电力需求，并且在所述第二时间范围期间使所述电力存储装置放电并同时从电网汲取电力。
13.如权利要求11所述的服务器，其中所述一个或多个控制器还被编程为使用每个时间范围的所述电力需求来调整所述预定义阈值，使得所述阈值随着所述对应的电力需求增加而减小。
14.如权利要求11所述的服务器，其中所述一个或多个控制器还被编程为基于所述电力存储装置的容量来调整所述第一能量水平。
15.如权利要求11所述的服务器，其中所述一个或多个控制器还被编程为基于所述电力存储装置的最大充电电力来调整所述第一能量水平。
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